ברוכים הבאים לאתר הבית של רמי ברושטיין

פרופסור לפיסיקה

תחומי עניין: העקרונות הפיסיקליים וחוקי הטבע הבסיסיים. מחקריי מתמקדים בכבידה קוונטית, קוסמולוגיה ותורת המיתרים.

תורת הקוונטים של חורים שחורים ומרחבי חלל-זמן עם גבולות סיבתיים

פירוש התכונות התרמודינמיות של חורים שחורים ומרחבי חלל-זמן אחרים עם אופק והבנת התכונות הקוונטיות שלהם עדיין מהוות אתגר למרות מאמצים אינטנסיביים במשך 40 השנים האחרונות. מה מודדת האנטרופיה של החור השחור? ניוון של מיקרו-מצבים, שזירות (entanglement) קוונטית בין הפנים והחוץ של האופק, או אנטרופית כבידה ייחודית? האם מרחבי חלל-זמן עם גבולות סיבתיים מקיימים את חוקי מכניקת הקוונטים? אם כן, מדוע חלק מהם מתנהגים כאילו שחוקי תורת הקוונטים לא חלים עליהם?

לאחרונה הראינו כי ההנחה של תורת היחסות הכללית של איינשטיין כי המרחב-זמן הוא מבנה גיאומטרי קלאסי היא המקור לכשלון המאמצים להבין את התכונות הקוונטיות של חורים שחורים. ולכן אנו חייבים להתחשב במאפיינים הקוונטים של המרחב-זמן עצמו אם ברצונינו להבין את תכונותיו הקוונטיות. בסדרת מאמרים הראינו כי אכן, כאשר התנודות הקוונטיות של החור השחור נלקחות בחשבון הוא מקיים את חוקי תורת הקוונטים ככתבם וכלשונם. במהלך המחקר התברר לנו כי למרות גודלו העצום, החור השחור מתנהג כעצם קוונטי בעל תכונות ייחודיות.

ההודעה על הגילוי האפשרי של אות גלי כבידה בקרינת הרקע הקוסמי מצביעה על כך שהמסע המתמשך למדוד אותות הנובעים מגלי כבידה כאלה מתקרב למטרתו. מטרת המחקר שלנו בקוסמולוגיה היא להבין מה תהינה ההשלכות אפשריות על תכונות היקום בזמנים מייד אחרי המפץ הגדול אם גילוי כזה אכן יאומת.

ההודעה על הגילוי האפשרי של אות גלי כבידה בקרינת הרקע הקוסמי מצביעה על כך שהמסע המתמשך למדוד אותות הנובעים מגלי כבידה כאלה מתקרב למטרתו. מטרת המחקר שלנו בקוסמולוגיה היא להבין מה תהינה ההשלכות אפשריות על תכונות היקום בזמנים מייד אחרי המפץ הגדול אם גילוי כזה אכן יאומת.

המחקר שלנו מתמקד בהיבטים הקוונטיים של אינפלציה קוסמית המתרחשת כאשר צפיפות האנרגיה גבוהה, מכיוון שבמודלים של אינפלציה קוסמית, עוצמה ניתנת לגילוי של גלי כבידה מצביעה על כך שצפיפות האנרגיה בזמן האינפלציה היתה קרובה לצפיפות הגבוהה ביותר האפשרית בטבע. אנו טוענים הוא שקיים סוג ייחודי של מודלים אינפלציוניים המסוגל לתאר אינפלציה המתרחשת כאשר צפיפות האנרגיה גבוהה כל כך, ומצפים שלמחקרינו יהיו להשלכות מעניינות עבור תאורית האינפלציה הקוסמית, עבור בניית מודלים אינפלציוניים, ואף ייתכן אפילו שאפשר יהיה לבחון אותן באמצעות תצפיות עתידיות.